港珠澳大桥主体工程桥梁主桥施工方案.(4)

2018-12-29 20:14

a 、沉放精度

以标高控制为主,严格控制垂直度 标高:≯±20cm;

平面位置偏差:≯±10cm; 倾斜度偏差:≯1/200; b、保证措施

b-1、导向架具有足够的刚度,能够满足水流流速1.5m/s,7级风力作用时沉放钢护筒的使用要求,设置上下2层导向架,长度分别为9.0m和1.0m,增大护筒下沉导向长度。

b-2、尽量选择在天气比较好并在高平潮的时段施沉钢护筒。

b-3、定位船具有良好的稳定性,能保证护筒在施沉过程中不发生位移变化 b-4、已沉放好的钢护筒应按设计要求与起始平台或已沉钢护筒及时连接,步步为营,稳扎稳打,尽量缩短单根护筒抗流时间,防止发生偏位。

b-5、振动锤安装要求有足够的精度,底座基本水平,误差不得大于2mm,防止出现过大的偏心振动,开始振动时应先点振,待护筒进入土层一定深度且完全起振后,方可连续振动下沉,振动下沉过程中应对护筒垂直度进行监测,利用导向架及时进行纠偏。

2.6 平台处海底维护

考虑到墩位处海底在施工期间会发生冲刷,所以采用边施工边维护的方法对墩位处海底进行抛填维护。具体做法如下:起始平台施工完毕就开始对海底进行抛护,当每根钢护筒沉放并且与已经形成的平台牢固连接后,利用作业船(配备起重设备的多功能作业船)配合运砂船只进行抛填维护,抛填时将砂袋用网兜装载,然后用吊机吊至需要抛填的位置进行集中抛填。

2.7 平台上设施设备安装

平台上设施设备包括:起重设备、供电系统、压缩空气供应站、泥浆配制及循环系统等。

2.7.1起重设备

QZ3和QZ4号墩平台上共安装2台WD70桅杆吊及2台100t龙门吊,主要完成施工材料的转运、下放钢筋笼、混凝土浇注和移动钻机等起重作业。

QZ1、QZ2、QZ3和QZ4号墩平台上各安装1台WD70桅杆吊和1台100t龙门吊。

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2.7.2供气、供电设备 a、供电

QZ3、QZ4号墩平台上布置10×400KW发电机组:每两台钻机配备一台发电机,两台桅杆吊配备一台发电机,两台龙门吊配备一台发电机,照明及电焊等配备一台发电机,共10台400KW发电机组。这样可以减小由于供电系统带来的施工风险。

另外QZ1、QZ2、QZ5、QZ6墩再各配备五台400KW发电机组。 b、压缩空气供应

QZ3、QZ4号墩考虑在平台上安装8×20m3/min、排气压力为1.2MPa的电动空压机集中供气,在平台钢面板下沿上下游方向布设供气管道,设置钻机用气接入口。

其余墩也是按照每台空压机供应一台钻机的原则配备。 c、钻孔泥浆制备及供应

为减小钢平台面积,降低施工过程中的风险,钻孔泥浆的制备仍然采取护筒内造浆的施工工艺,在钻孔过程中随时检测出浆口及进浆口的泥浆技术指标,随时调整泥浆技术指标,确保泥浆的质量。

为确保开钻瞬间护筒内能及时补充泥浆,防止泥面急剧下降,将钻孔作业的护筒与周围2~3根护筒用钢管连通,作为泥浆循环回路的一部份。

浇注混凝土过程中溢出的可回收使用的泥浆,用引流槽引流至正在钻孔作业的护筒内循环使用或未开钻的护筒内储备。溢出的质量较差的不能回收利用的泥浆引流至运浆船,然后运输到指定地点处理后排放。

d、钻渣出运设施

为保持钻孔平台清洁,减小钻渣出运对钻孔作业的干扰,经泥浆处理器分离出的钻渣,用溜槽和平台面板下面的皮带运输机输送至运输驳船上,然后运输至指定的地点处理;

2.8钻孔平台防撞措施

钻孔平台形成后为确保施工安全,应按相关法律法规要求及时设置安全警示标志,并在平台四周设置防撞装置。

a、根据施工作业要求,确定施工占用水域,依据相关程序上报,由航道管理部门发布航行通报,并设置航标灯;

b、依据相关规定在作业船舶和平台上设置障碍物夜间警示灯; c、在平台两侧设置防撞桩和靠船桩。

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3、钻孔桩施工

由于桥位区工程水文气象条件恶劣,地质条件较差,桩基钻孔深度大,护筒内外水位受潮位变化影响,钻孔过程中容易出现缩径、塌孔和漏浆等现象,因此在施工过程中应注意做好如下工作:

a、通过工艺试桩配制不分散、低固相、高粘度的优质海水泥浆护壁; b、通过工艺试桩确定不同地层的钻进参数,控制好钻进速度; c、密切注视潮位变化,确保护筒内水位比潮位高2.0m以上; d、定时对孔内泥浆进行检测,保证孔内泥浆性能指标符合要求; e、制订严密的防掉钻、防塌孔的技术保证和应急处理措施。

每个墩正式开钻前,还应根据设计要求进行地质先导孔施工,以确定桩尖持力层。该项工作委托专业单位施工。

本节主要阐述QZ3号墩钻孔桩施工,其余墩钻孔桩施工可以参照此节。 3.1 钻孔桩施工工艺流程

钻机就位→钻进成孔→清孔→检孔→移钻机、下放钢筋笼→下放导管→二次清孔→砼浇注→桩底后注浆→桩基检测。

3.2 钻孔灌注桩成孔施工 3.2.1钻机选型

QZ3号墩钻孔灌注桩从平台到孔底深达近120米,对钻机的扭矩及钻杆质量提出了较高要求,因此拟选用KP3500或型技术性能先进,提升能力和配重较大的德国WIRTH公司生产的扭矩大于200kn-m、钻深大于130m的顶置式全液压回转钻机投入主墩钻孔桩施工,另外配备一台钻机进行超前钻孔,同时再备用1~2台冲抓钻机,用以应付钻孔过程中出现的异常情况。

3.2.2泥浆制备及泥浆循环

钻孔泥浆采用不分散、低固相、高粘度的优质PHP海水泥浆。拌制泥浆的水采用海水。

泥浆的制备在泥浆船上进行。钻孔施工前首先在泥浆船上采用泥浆搅拌机搅拌泥浆,然后利用泥浆泵泵送至钢护筒内。钻进过程中,泥浆通过净化器使直径在0.074mm以上的颗粒筛分到储渣筒内,处理后的泥浆通过相邻钢护筒之间的连通管流入钻孔孔内。钻渣通过运渣船运至指定地点处理。

为了保证施工各阶段的泥浆性能指标,在钻孔施工过程中对泥浆性能指标定期进行

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检测。开钻施工期间每1小时检测一次,等泥浆性能稳定后每4小时检测一次,并根据钻进过程中地层变化情况增加检测频率。

对回收利用的泥浆要进行及时的调整,对性能指标不能满足要求的添加新拌制的泥浆、增粘剂、分散剂等材料,使其符合使用要求。

钻渣和泥浆的处理不能就近倒入海中,钻孔过程中的钻渣应装入专用吊渣筒内,通过运渣船转运到指定地点进行处理;浇筑混凝土过程中溢出的可回收使用的泥浆,用引流槽引流至正在钻孔作业的护筒内循环使用或未开钻的护筒内储备。溢出的质量较差的不能回收利用的泥浆引流至运渣船上泥浆储备箱,然后运输到指定地点处理后排放。

3.2.3钻机安装及校核

钻机经找平、测量检查后,将其与平台进行限位,保证钻机在钻进过程中不产生位移。同时在钻进的过程中加强校核。

3.2.4钻进成孔 ① 钻进方法

成孔过程可划分为三个阶段,各阶段钻进方法如下: a、护筒内钻进阶段

由于在钢护筒沉放时进行了河床防护,为防止编织袋影响钻孔,在开钻前,先将护筒内防护用的砂袋清理干净,然后进行钻孔作业。护筒底口2.0m以上,每小时进尺控制在4~6m左右,孔内补充清水,混合泥浆经泥浆净化器处理后泥浆回流入护筒,钻渣转运至处理堆场处理;

b、土层内钻进阶段

护筒底口以上2m至孔底,用直径φ2.2m的改进型平底钻头,开钻时钻头反循环空转,启动泥浆循环系统,置换孔内泥浆,当孔内泥浆指标符合要求后,优质泥浆护壁反循环减压钻进,在护筒底口附近慢速钻进,形成稳定孔壁,每小时进尺控制在0.3~0.8m左右。钻头出护筒5m后恢复正常钻进,根据不同土层的特点,在钻孔过程中及时调整护壁泥浆指标和钻进速度,每小时进尺不得超过5m,孔内补充优质泥浆;

此阶段泥浆指标应符合下表的要求: 钻孔过程中泥浆指标

项目名称 PH值 指标 9~11 比重(g/cm) 粘度(s) 胶体率(%) 1.1~1.15 20~25 ≥96% 3失水(ml/30min) ≤20 率含砂率(%) ≤4 根据地层地质情况采用相应的钻进工艺参数。 19

c、第一次清孔阶段

终孔后,及时进行清孔。清孔时将钻具提离孔底约30~50cm,缓慢旋转钻具,补充优质泥浆,进行反循环清孔,同时保持孔内水头,防止塌孔。经检测孔底沉渣厚度满足设计要求,孔内泥浆指标符合表3.1-10要求后(循环时间控制在2~4小时,满足2个循环以上),及时停机拆除钻杆、移走钻机,尽快进行成桩施工。

②钻进注意事项

a、孔内泥浆面任何时候均应高于水面2.0m以上; b、升降钻具应平稳,避免冲撞钢护筒扰动钻孔孔壁; 清孔后孔内泥浆指标参数

项目名称 指标 比重(g/cm) 1.08~1.1 3粘度(Pa.s) 17~20 胶体率(%) ≥98% 含砂率(%) ≤2 c、接长钻杆时,钻杆连接螺栓应拧紧上牢,并认真检查密封圈,以防钻杆接头漏水漏气,使反循环无法正常工作;

d、钻孔过程应连续操作。详细、真实、准确地填写钻孔原始记录,钻进中发现异常情况及时上报处理。

3.2.5钢管复合桩选用大力冲射式管桩吸泥设备进行桩芯吸泥

钢管复合桩管桩施工时,钢管中主要为淤泥和淤泥质粘土,其次为粉质粘土和砂,厚度约50m,如选用高效率的抽泥设备先将钢管中的泥沙抽出,再用钻机钻取钢管以下的硬土层或岩基,可大大提高成孔效率,加速钻机周转。钢管内清泥拟采用新研制开发的大力冲射式管桩吸泥设备,由离心水泵产生的高压水流通过吸泥设备端头的12个喷嘴冲射泥面,然后由大功率吸泥泵将泥浆抽出。该设备可在4小时完成1根桩芯的吸泥,可大大提高钢管桩内吸泥效率。

3.3 护筒内壁清理

为了保证桩基质量,须对护筒内壁的泥皮以及淤泥进行清除,可在始终处于护筒内的钻杆上安装护筒内壁清扫器,在钻孔的同时便清除了附着在护筒上的泥块和泥皮。

3.4 成桩施工 3.4.1钢筋笼制安

主墩单根桩钢筋笼长度约120m,过渡墩单根桩钢筋笼长度约100m,所有钢筋笼均在加工车间下料,分节同槽制作,主墩和过渡墩桩基各制作一套胎具,单节钢筋笼长度为12m。主筋采用直螺纹套筒连接,每个断面接头数量不大于50%,相临接头断面间距

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